[發(fā)明專利]一種用于原地舉升負(fù)載的上肢助力機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810830979.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108724152B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鑫;陳琳;常遠(yuǎn);王道臣;張利劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京機(jī)械設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J9/12
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉;胡時(shí)冶

1.一種用于原地舉升負(fù)載的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述上肢助力機(jī)構(gòu)包括：前臂機(jī)構(gòu)(3)、上臂機(jī)構(gòu)(7)、后背板(16)、肩關(guān)節(jié)板；

所述前臂機(jī)構(gòu)(3)一端為負(fù)載固定部，另一端與所述上臂機(jī)構(gòu)(7)的一端通過(guò)肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)連接，且實(shí)現(xiàn)所述前臂機(jī)構(gòu)(3)在矢狀面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述上臂機(jī)構(gòu)(7)的另一端與肩關(guān)節(jié)板通過(guò)肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(12)連接，且實(shí)現(xiàn)所述上臂機(jī)構(gòu)(7)在矢狀面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述上臂機(jī)構(gòu)(7)設(shè)有齒輪組(8)，所述齒輪組(8)能夠使所述上臂機(jī)構(gòu)(7)與肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)連接的一端轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述上臂機(jī)構(gòu)(7)的軸線平行或重合；所述肩關(guān)節(jié)板與后背板(16)連接；

所述齒輪組(8)由第一電機(jī)(9)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(12)由第二電機(jī)(18)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)由第三電機(jī)(22)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述齒輪組(8)包括：驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪；所述驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪相互嚙合；

所述上臂機(jī)構(gòu)(7)包括：轉(zhuǎn)動(dòng)部和固定部；所述轉(zhuǎn)動(dòng)部和固定部的軸線共線，且轉(zhuǎn)動(dòng)部能夠繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)動(dòng)部和固定部連接；

所述固定部和第一電機(jī)(9)固定連接，所述固定部和肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤通過(guò)肩關(guān)節(jié)支座(10)固定連接，且所述肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(12)帶動(dòng)所述固定部轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一電機(jī)(9)的輸出軸與所述驅(qū)動(dòng)齒輪固定連接；所述轉(zhuǎn)動(dòng)部與從動(dòng)齒輪連接，并與肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)肘關(guān)節(jié)支座連接，且所述從動(dòng)齒輪帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)部轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述從動(dòng)齒輪為設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部的半齒輪。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二電機(jī)(18)固定安裝在所述后背板(16)上，且所述第二電機(jī)(18)的輸出軸上固定安裝有肩關(guān)節(jié)拉線轉(zhuǎn)盤(20)，所述第二電機(jī)(18)的輸出軸上設(shè)有第二電機(jī)制動(dòng)器(19)；所述肩關(guān)節(jié)拉線轉(zhuǎn)盤(20)與所述肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(12)均與肩關(guān)節(jié)拉線(17)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第三電機(jī)(22)固定安裝在所述后背板(16)上，且所述第三電機(jī)(22)的輸出軸上固定安裝有肘關(guān)節(jié)拉線轉(zhuǎn)盤(24)，所述第三電機(jī)(22)的輸出軸上設(shè)有第三電機(jī)制動(dòng)器(23)；所述肘關(guān)節(jié)拉線轉(zhuǎn)盤(24)與所述肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)均與肘關(guān)節(jié)拉線(21)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述肩關(guān)節(jié)板包括第一肩關(guān)節(jié)板(13)和第二肩關(guān)節(jié)板(14)；

所述第一肩關(guān)節(jié)板(13)包括第一面板與第二面板；所述第一面板與第二面板夾角為150°，且為一體結(jié)構(gòu)；所述第二肩關(guān)節(jié)板(14)包括第三面板和第四面板；所述第三面板和第四面板夾角為120°，且為一體結(jié)構(gòu)；

所述第一面板與肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(12)的轉(zhuǎn)軸連接；所述第二面板設(shè)有直線安裝槽，所述第三面板設(shè)有至少兩個(gè)共線的安裝孔，所述第二面板與第三面板通過(guò)螺栓固定連接，且螺栓穿過(guò)安裝孔和直線安裝槽；所述第四面板與所述后背板(16)通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，且連接處設(shè)有第二肩關(guān)節(jié)編碼器(15)，用來(lái)測(cè)量上臂機(jī)構(gòu)(7)在冠狀面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述前臂機(jī)構(gòu)(3)與所述肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)固定連接，且所述肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)盤(6)帶動(dòng)所述前臂機(jī)構(gòu)(3)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述上肢助力機(jī)構(gòu)還設(shè)有彈簧(4)；所述彈簧(4)的一端與所述轉(zhuǎn)動(dòng)部連接，另一端與所述前臂機(jī)構(gòu)(3)連接，且當(dāng)所述前臂機(jī)構(gòu)(3)伸直時(shí)，所述彈簧(4)處于拉伸狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的上肢助力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述前臂機(jī)構(gòu)(3)設(shè)有負(fù)載固定部的一端設(shè)有持握部，且所述持握部上設(shè)有三維力傳感器；

所述負(fù)載固定部為掛鉤(1)結(jié)構(gòu)。